Des scientifiques canadiens et internationaux ont découvert pourquoi les embryons de serpents s’enroulent en spirales serrées avant l’éclosion. Publiée dans la revue Current Biology, l’étude montre que ce phénomène résulte d’une croissance corporelle rapide combinée à un intestin agissant comme un point d’ancrage mécanique.
Une équipe de recherche internationale menée par des scientifiques canadiens a mis au jour les mécanismes physiques expliquant un trait marquant du développement des serpents: la formation de spirales serrées par les embryons avant leur éclosion. Cette particularité anatomique aide les animaux à loger leurs corps exceptionnellement longs, une caractéristique qui les distingue de tous les autres vertébrés.
Une énigme biologique née pendant le confinement de 2020
Le projet a pris forme dans des circonstances inhabituelles. Durant le confinement lié au COVID-19 en 2020, le chercheur principal Dr. Tetsuto Miyashita travaillait depuis son domicile. Il cherchait alors un sujet de recherche que ses étudiants pourraient explorer à distance, sans accès aux laboratoires ni aux collections de musées.
En s’appuyant sur une fascination de longue date pour les asymétries dans les formes animales, transmise par son ancien directeur de thèse, le scientifique s’est interrogé sur la latéralité des embryons de serpents. Cette interrogation initiale a rapidement donné le coup d’envoi d’une vaste enquête menée en collaboration avec plusieurs institutions de recherche.
L’analyse de plus de 900 embryons révèle une asymétrie initiale
Pour vérifier cette hypothèse, le Dr. Miyashita a fait appel à Alexandra Weber, alors étudiante diplômée à l’Université Carleton, ainsi qu’à deux étudiants de premier cycle de l’Université d’Ottawa. Ensemble, ils ont examiné des photographies d’embryons issues de publications scientifiques et de bases de données de musées.
Alexandra Weber, étudiante diplômée en zoologie à l’Université de Colombie-Britannique, a indiqué via Sciencedaily qu’ils avaient obtenu des images de plus de 900 embryons provenant de 39 espèces de serpents et d’autres squamates sans pattes, ajoutant qu’il s’agissait d’un échantillon statistiquement robuste.
L’analyse de cet échantillon a mis en évidence un schéma net. Durant les premières semaines suivant la ponte, tous les embryons observés s’enroulent exclusivement vers la droite, un mode connu sous le terme de dextre, observé de la tête vers la queue. À ce stade, les embryons ne possèdent pas encore de muscles leur permettant de se mouvoir activement, ce qui indique que des forces physiques extérieures dictent cette disposition.
L’imagerie CT découvre une structure intestinale inattendue
Pour comprendre l’origine de cette contrainte physique, l’équipe s’est tournée vers le Dr. Raul Diaz, un collaborateur basé à la California State University Los Angeles. Grâce à des scanners à tomodensitométrie (CT), le chercheur a examiné l’anatomie interne des embryons avec une précision inédite.
Cette observation a fourni la pièce manquante du puzzle. Alors que les serpents en développement s’allongent à un rythme très rapide, leur intestin ne grandit pas à la même vitesse. Ce décalage crée une tension mécanique directe. En se détachant du reste du corps, le tube digestif se comporte comme un pilier central et retient la structure en élongation, provoquant le flambage et la torsion du corps en une spirale.
De plus, la position du jaune d’œuf, qui se trouve toujours du côté gauche de l’embryon, oriente naturellement la force d’enroulement pour que la spire commence invariablement vers la droite, selon les observations de l’équipe.
L’évolution de la posture à l’approche de l’éclosion
Cette orientation rigide ne persiste pas tout au long de la croissance. À mesure que les œufs se développent, le volume du jaune diminue et l’espace disponible augmente. Parallèlement, le système musculaire des jeunes serpents arrive à maturité, leur offrant une liberté de mouvement qu’ils n’avaient pas au début.
Certains spécimens conservent leur enroulement initial orienté vers la droite, tandis que d’autres s’inversent pour adopter une spirale orientée vers la gauche. À l’approche de l’éclosion, la proportion s’équilibre de manière égale entre les deux sens de rotation, démontrant que la forme initiale dépend purement de contraintes biomécaniques et développementales avant l’intervention du mouvement volontaire.